Теплове розширення води та спирту

Схема досліду

У цьому досліді учні спостерігають, як поводяться стовпчики рідини у двох капілярних трубках, коли нагрівати відповідну банку з накрученою кришкою. При цьому одна з банок здебільшого наповнена водою, а друга - здебільшого спиртом.

При цьому вони встановлюють, що під час нагрівання розширюється не лише вода, а й спирт, проте це розширення різне за величиною.

Крім того, вони мають зрозуміти, яка з двох рідин краще підійшла б для якомога чутливішого термометра і чому. Так вони просто й наочно знайомляться з принципом дії термометра.

Попередні знання

Учні знають, що нагрівання посудини спричиняє розширення рідини всередині. Вони мають бути обізнані з загальним принципом дії термометра.

Принцип

У цьому досліді учні мають на власних вимірюваннях побачити, що вода і спирт під час нагрівання банки розширюються по-різному сильно. Звідси вони мають поміркувати, яка рідина краще підійшла б для використання в термометрі.

Зауваження:Щоб учням було легше розрізняти дві прозорі рідини, слід дати їм підфарбовану воду

Навчальна мета

Під час нагрівання спирт розширюється сильніше за воду. Тож щоб побудувати якомога чутливіший термометр, спирт був би кращим вибором, ніж вода.

Завдання

• Учні наповнюють одну банку водою, а другу банку - приблизно такою самою кількістю спирту
• Учні нагрівають банки руками й спостерігають за підняттям стовпчиків рідини
• Вони міркують, який зв'язок існує між висотою стовпчика рідини й розширенням середовища в банці

• Працюючи з денатурованим спиртом, учні мають бути поінформовані про його високу займистість

• Перед виконанням роботи слід звернути увагу учнів на те, що з банками, а надто з капілярними трубками, треба поводитися обережно

• Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Кімнатна температура

Медичний термометр

Чи ти захворів і треба з'ясувати, чи маєш гарячку, чи просто хочеш знати, як тепло зараз надворі, - у деяких повсякденних ситуаціях ми не обійдемося без термометра. Але чи знаєш ти, власне, як він працює?

Термометр складається з тонкої скляної трубки, яку часто наповнюють підфарбованою рідиною, щоб легше було знімати покази. Рівень стовпчика рідини дає нам змогу, звіривши його зі шкалою, визначити температуру.

Отже, температура спричиняє розширення або стискання рідини, яке ми потім можемо зчитати зі шкали як зміну температури. У цьому досліді ми хочемо дослідити, яку властивість має мати рідина, щоб її можна було використати в термометрі.

Як поводяться вода і спирт за однакового нагрівання?

• Наповни одну банку 40 мл води, а другу - такою самою кількістю спирту. Після цього виправ положення капілярних трубок
• Нагрій обидві банки руками й поспостерігай за підняттям стовпчиків рідини в капілярних трубках
• Поміркуй, про що свідчать твої спостереження щодо розширення води та спирту і яка з двох рідин краще підійшла б для чутливого термометра

Рис. 1

За допомогою склянки й лійки наповни одну банку приблизно 40 мл підфарбованої води, як на рис. 1.

Так само наповни другу банку 40 мл спирту.

Насунь на обидві капілярні трубки ущільнення так, щоб трубка з одного боку виступала приблизно на 4 см, і кришку (рис. 2).

Рис. 3

Обережно встав трубки в банки й міцно закрути кришку.

Рідина при цьому підіймається в трубці - пильнуй, щоб вона не перелилася й не бризнула!

Щоб почати вимірювання, ти маєш обережно посунути обидві трубки так, щоб рідина в обох стояла на однаковій висоті над кришкою (рис. 3).

• Нагрівай обидві банки якийсь час своїми руками (рис. 4) і спостерігай при цьому за рівнями рідини в обох капілярних трубках
• Пильнуй при цьому, щоб не хитати кришки чи трубки!
• Виміряй висоти підняття в банці зі спиртом і в банці з водою та запиши собі час, після якого ти зняв ці значення

• Потім перейди до протоколу й дай відповіді на запитання щодо досліду